400-661-5248

Введение и классификация

Dongzhongtong - это аббревиатура от « системы мобильной спутниковой наземной станции». Благодаря динамическим системам связи мобильные носители, такие как транспортные средства, суда и самолеты, могут отслеживать спутниковую платформу в режиме реального времени во время движения спутниковой платформы и постоянно передавать мультимедийную информацию, такую как голос, данные и изображения, для удовлетворения потребностей различных военных и гражданских аварийных коммуникаций и мультимедийной связи в мобильных условиях. Динамические системы связи эффективно решают проблемы передачи мультимедийной информации в реальном времени, такой как голос, данные, динамические видеоизображения высокой четкости и факсимильная связь, через геостационарные спутники во время движения различных мобильных носителей, таких как транспортные средства и суда. Это крупный прорыв в области связи, а также быстро развивающаяся область применения спутниковой связи в настоящее время. У него очень широкие перспективы развития как в военной, так и в гражданской сферах.

Состав системы « Динамическая коммуникация»

« Динамическая связь» состоит из двух частей: системы автоматического слежения за спутниками и системы спутниковой связи.

Автоматизированная система слежения за спутниками

Спутниковая автоматическая система слежения используется для обеспечения того, чтобы спутниковые передающие антенны точно указывали на спутник во время движения кузова. Его основное оборудование включает:

(1) Антенное сиденье использует методы разгрузки и хранения энергии для уменьшения инерции нагрузки во время передачи антенны.

(2) Сервопривод, использование метода управления кольцом положения или кольцом скорости, использование аналогового оборудования для повышения скорости отклика схемы, уменьшения ошибки динамического гистерезиса сервопривода.

(3) Обработка данных, использование специальной платформы математического решения для обработки сигналов погрешности и динамических сигналов несущей и вычисление сигналов управления антенны.

(4) измерение несущей, измерение изменений несущей с использованием комбинации инерционных навигационных измерений Jet и других методов измерения и отражение их в отслеживании антенны. Среди них волоконно - оптический гироскоп - это новый тип навигационного прибора, разработанный на основе принципа оптической интерференции, который стал идеальным основным компонентом нового поколения инерциальной навигационной системы Jet для точного пеленгации предполагаемого объекта. Кварцевый гибкий маятниковый акселерометр - чувствительный элемент, изготовленный из расплавленного кварца. Гибкая маятниковая структура оснащена усилителем обратной связи и датчиком температуры для измерения линейного ускорения вдоль оси носителя. Комбинация трехосных инерционных измерений волоконно - оптического гироскопа состоит из трех волоконно - оптических гироскопов и трех кварцевых гибких маятниковых акселерометров, которые могут выводить данные в реальном времени, такие как угловая скорость, линейное ускорение и скорость линии носителя. Он имеет различные режимы работы, такие как выравнивание, навигация и ориентация курса, для комбинированной навигации и позиционирования движущегося носителя, обеспечивая при этом точные данные для механического устройства управления последующей антенной. Для динамических систем связи основными требованиями к производительности являются: добавить прибор с точностью 1×10 - 4g; Точность волоконно - оптического гироскопа (стабильность смещения) 1 ° / ч; Линейность коэффициента масштабирования составляет 5 × 10 - 4.

Система спутниковой связи

Функция системы спутниковой связи заключается в передаче телевизионных сигналов вверх по течению на спутник, а затем через ретранслятор вниз по течению на наземное спутниковое приемное оборудование. Его основное оборудование включает в себя: кодеры / декодеры, модуляторы / демодуляторы, преобразователи частоты вверх / вниз, мощные усилители, дуплексы и малошумные усилители.

Принцип работы системы « Динамическая коммуникация»

Изменение положения и географического положения носителя во время его перемещения может привести к тому, что первоначально выровненная спутниковая антенна отклонится от спутника, что приведет к нарушению связи. Поэтому необходимо изолировать эти изменения в несущей, чтобы антенна не пострадала и всегда была выровнена со спутником. Это основная проблема, которую должна решить система стабилизации антенны, а также предпосылка бесперебойной спутниковой связи на мобильном носителе.

Система слежения « Динамическая связь» в начальных статических условиях использует GPS, теодолит и инерциальную навигационную систему Jet для измерения угла курса, долготы и широты положения носителя, а также начального угла относительно горизонтальной поверхности. Затем, в зависимости от положения, географического положения и долготы спутника, он автоматически определяет угол возвышения антенны, ориентируясь на поверхность воды, вращает азимут при сохранении постоянного угла возвышения относительно горизонта и автоматически выравнивает его со спутником в виде максимума сигнала. Во время движения носителя измеряется изменение положения носителя и преобразуется в угол ошибки антенны с помощью операций математической платформы. Орбит, высота и угол поляризации антенны регулируются сервоприводом для обеспечения того, чтобы антенна оставалась в заданном диапазоне во время движения носителя, что позволяет передающей антенне спутника отслеживать геостационарный спутник в реальном времени во время движения носителя. Существует два метода отслеживания системы: самоотслеживание и инерционное отслеживание. Самослежение зависит от спутникового маяка для сервопривода антенны с замкнутым контуром; Инерциальное слежение - это отслеживание антенны с использованием инерциальной навигации гироскопа в сочетании с чувствительными изменениями несущей, иногда называемыми наведением. Оба способа отслеживания могут автоматически переключаться в зависимости от ситуации на месте. После того, как система завершает слежение за звездой и переключается на автоматическое слежение, она работает в режиме самослежения; В то же время инерциальная навигационная система также входит в рабочее состояние, постоянно выводит поляризацию антенны, азимут, угол высоты и другие данные. Когда сигнал антенного маяка прерывается из - за препятствий или по другим причинам, система автоматически переключается в инерционный режим слежения.

Отслеживание динамической связи

Во время перемещения носителя необходимо непрерывное отслеживание сигналов спутника или спутникового маяка, и могут использоваться различные методы отслеживания в зависимости от потребностей различных систем. Согласно принципу отслеживания, автоматическое отслеживание можно разделить на три системы: шаговое отслеживание, отслеживание конического сканирования и отслеживание одного импульса.

Отслеживание шагов

Шаговое отслеживание, также известное как экстремальное отслеживание, представляет собой постепенное управление антенной, вращающейся небольшим шагом в плоскости азимута и угла возвышения, постепенно выравнивая антенну со спутником. Система не переходит в состояние покоя до тех пор, пока полученный сигнал не достигнет своего максимума, и через некоторое время она начинает переходить в состояние отслеживания, повторяя процесс. Принцип шагового отслеживания показан на рисунке 1.

Схема системы шагового слежения

В этом методе прецессия антенны делится на два типа: шаги поиска и шаги настройки. После этапа поиска начинает работать вся система слежения, включая данные сигнала отбора проб, хранение интенсивности поля, сравнение и т. д. После нескольких поисков и определения направления, в котором антенна должна вращаться, антенна возвращается в исходное положение, а затем вращается на один шаг в направлении спутника. Последний этап называется этапом корректировки. Таким образом, основное различие между этапом настройки и этапом поиска заключается в том, что антенна не возвращается в исходное положение после этапа настройки, который отличается. Независимо от того, сколько раз выполняется шаг поиска, достаточно выполнить указанное количество раз, антенна вернется в исходное положение, а затем повернет шаг настройки. В реальной системе они могут быть отдельными или на одном и том же этапе.

Одноимпульсное сопровождение

Одноимпульсный метод слежения характеризуется фиксированным лучом антенны, а отклонение луча антенны от размера и направления спутника может быть определено в интервале между импульсами. Получение сигнала ошибки ориентации антенны и движения оси тангажа для управления сервосистемой и быстрого наведения антенны на спутник. Одноимпульсное отслеживание имеет несколько режимов динамиков и режимов высокого порядка, многие из которых обычно имеют два типа: амплитудное сравнение и фазовое сравнение. Для параболических антенн несколько динамиков обычно настроены для получения сигнала ошибки для отслеживания путем сравнения амплитуд. Метод высокоступенчатых модулей извлекает высокоступенчатые модули, генерируемые фидерным волноводом, в качестве сигнала ошибки положения для отслеживания отклонения оси симметрии антенны от направления спутника. Одноимпульсная система слежения отслеживает скорость и точность на несколько порядков выше, чем система отслеживания с коническим сканированием и система отслеживания шаг за шагом, но ее оборудование является сложным и относительно дорогостоящим.

сопровождение по конической развёртке

Отслеживание конического сканирования относится к коническому движению подающего рупора вокруг оси симметрии антенны или наклону и вращению подповерхности антенны, так что луч антенны вращается в форме конуса. При выравнивании оси антенны со спутником уровень радиомаяка будет модулироваться амплитудой очень низкочастотного сигнала. Частота модуляции такая же, как и частота вращения луча, а глубина модуляции зависит от расстояния между лучом и спутником. Большие отклонения приводят к большей глубине модуляции; Небольшое отклонение, неглубокая глубина модуляции; Без отклонения глубина модуляции равна нулю. фаза модуляции связана с направлением отклонения луча, поэтому ошибка направления антенного луча может быть обнаружена с помощью амплитуды и фазы модулированного сигнала, а направление и амплитуда вращения антенны, управляемой двигателем, могут быть определены на основе ошибки направления.

Сравнение трех систем слежения

С точки зрения режима работы трех принципов отслеживания, они по существу одинаковы, то есть сравнивают и определяют направление и амплитуду вращения двигателя после получения нескольких сигналов AGC. Шаговое отслеживание - это процесс отбора проб на плоскости азимута и угла возвышения, а затем привод антенны двигателя, вращающейся в обоих направлениях; Отслеживание конического сканирования - это процесс, при котором источник подачи движется конусом под действием двигателя и сравнивает уровень сигнала для выравнивания со спутником; Одноимпульсное отслеживание может определять направление и амплитуду вращения двигателя в течение одного импульсного времени.

Точность и скорость отслеживания одного импульса относительно высоки, но система сложна и дорогостояща и обычно подходит для мест с более высокими требованиями к точности; Хотя точность конического сканирования может соответствовать требованиям общей системы, его структура относительно сложна, что приводит к серьезной потере сигнала и медленному отслеживанию; Скорость и точность шагового отслеживания находятся между ними, и вся система относительно проста и проста в использовании и поэтому широко используется.

Stable technology

Для систем динамической связи, если используется только отслеживание, антенна может легко потерять сигнал и вызвать нарушение связи при больших колебаниях несущей. Поэтому должна быть система стабилизации антенны для изоляции помех, вызванных движением носителя. Существует два способа реализации системы стабилизации антенны автомобиля: 1. Стабильность физической платформы; 2.Стабильность ремней.

(1) Физическая платформа стабильна и отделяет антенну транспортного средства от кузова через стабильную платформу, а движение кузова изолируется от антенной системы транспортного средства через стабильную платформу. Это эквивалентно закреплению антенны автомобиля на земле, что облегчает точное выравнивание спутника и не требует корректировки направления антенны после выравнивания со спутником. Этот метод делит систему стабилизации антенны транспортного средства на стабильную платформенную систему и антенную сервосистему. Стабильность антенны зависит от стабильной платформы, плохой автономности, сложной системы и относительно высокой стоимости.

(2) Jet стабильно использует информацию, предоставляемую гироскопом и GPS на носителе, для создания математической платформы посредством преобразования координат и расчета коррекции сервосистемы. Система широко используется из - за ее простой структуры, хорошей надежности, небольшого размера, низкой стоимости и простоты обслуживания.

Автомобиль « Динамическая связь» может передавать сигналы цифрового телевидения, вещания и передачи данных в обоих направлениях со скоростью 20 - 100 км / ч через спутник, обеспечивая бесперебойную широкополосную мультимедийную спутниковую связь мобильного носителя.

Особенности системы « Динамическая коммуникация»

У Eastern есть следующие преимущества в прямом эфире:

(1) В процессе вещания спутник отслеживается с помощью автономного метода слежения, в полной мере использует характеристики зоны покрытия спутниковой связи, сильной антиинтерференционной способности и стабильности линии, может быть реализована мобильная спутниковая связь « точка - точка», « точка - точка» и « точка - точка» от основной станции;

(2) Автомобиль « Динамическая связь» обладает гибкими характеристиками мобильного вещания, которые обеспечивают быструю статическую и динамическую прямую трансляцию в реальном времени;

(3) Автоматическое повторное захват короткое время, выход из слепого пятна связи может быстро восстановить связь;

(4) По сравнению с мобильными микроволновыми устройствами OFDM "без ориентации", транспортные средства "мобильной связи" не требуют от операторов приемного и передающего оборудования работы в суровых условиях окружающей среды, что экономит людские и материальные ресурсы и снижает загрязнение электромагнитным излучением;

(5) Уменьшение числа узлов в процессе передачи сигнала повышает качество и надежность вещания;

(6) Это может снизить эксплуатационные расходы на крупномасштабные и сложные процессы прямой трансляции.

Тем не менее, из - за ограничений текущей технологии, "динамическое общение" все еще имеет некоторые недостатки, в основном включают:

(1) В сложных вещательных средах, таких как высокие и многочисленные здания, мосты и горы, могут происходить нарушения сигнала;

(2) использование двух транспортных средств « динамической связи» для передачи различных сигналов телевизионного изображения, что затрудняет достижение соединения без точки вспышки во время передачи изображения (когда оба автомобиля сталкиваются с точкой вспышки одновременно);

(3) Передача сигнала между автомобилем « Динамическая связь» и автомобилем сбора мобильных сигналов не проста (направление и местоположение обоих автомобилей постоянно меняются).

Преимущества волоконно - оптических гироскопов серии AgileLight в мобильной связи

Волоконно - оптические гироскопы серии AgileLight, выпускаемые компанией Wuxi Union Information Technology Co., Ltd. обладают отличными характеристиками, могут противостоять ударам и различным суровым условиям и имеют значительные ценовые преимущества. Он может использоваться в качестве основного компонента недорогих волоконно - оптических гироскопов, инерциальных навигационных систем и сервоприводов, что делает его идеальным вариантом для динамических систем связи.